II. NGHIÊN CỨU CÁC TRƯỜNG HƠP trục trặc trong
a) Những biểu hiện của trục trặc
2.1.5. Cơ sở lý thuyết của hư hỏng do xoáy nước Karman
Trong trường hợp xốy nước Karman xuất hiện ở phía dưới của cánh hướng, bánh công tác và các đĩa van... lực kích động sẽ tác động lên các bộ phận đó. Hơn nữa, khi tần số phát sinh xốy nước tiến đến gần bằng tần số tự nhiên của bộ phận đó, hiện tượng được gọi là “hiện tượng khoá (lock in phenomenon)” xuất hiện. Nếu hiện tượng khoá xuất hiện, tần số phát sinh xốy nước khơng thể thay đổi ngay cả khi vận tốc dòng chảy thay đổi. Hơn nữa, hiện tượng khóa gây ra tếng kêu riêng. Khi hiện tượng khố tiếp diễn và khơng có biện pháp khắc phục, bánh cơng tác có thể bị nứt do suy giảm sức chịu đựng bởi ứng lực dao động.
Hình 6.19 minh họa xốy nước Karman. Nói chung, tần số phát sinh xốy nước Karman có thể xác định theo cơng thức sau:
f = S,^[Hz)
Trong đó: St- Số Strouhal
V- Vận tốc dòng chảy [m/s] t- Độ dày đặc trưng [m]
Số Strouhal thường nằm trong khoảng 0,184-0,20. Tuy nhiên, nó có trị số nhỏ hơn khi xét đến hiện tượng khố. Hình dạng của cánh khơng đối xứng như minh họa trên hình 6.20, Số 3-SỐ 5 là các giới hạn ngăn chặn xốy nước Karman.
Chương VI. Các hỏng hóc tua-bin nước
Hình 6.20. Cường độ xốy nước Karman tại mặt nghiêng đầu cánh
Số thứ tự mặt nghiêng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Biên độ tương ứng (%) 100 38 3 0 0 190 380 43 0 31
Khi xem xét đầu bánh công tác cần chú ý các yếu tố sau:
- Cẩn thận không làm chiều dày của đầu bánh cơng tác q nhỏ, bởi vì tần số phát sinh xốy nước tăng có thể cộng hưởng với tần số tự nhiên lớn hon.
- Cần chú ý độ chính xác trong xử lý bánh cơng tác, bởi vì chỉ cần một sự thay đổi nhỏ ở đầu bánh cơng tác có thể gây ra sự thay đổi lớn tần số phát sinh xoáy nước, trong trường hợp đó đầu của các bánh cơng tác có chiều dày nhỏ.